СОБЫТИЯ

Журнал «Нефть и Газ Сибири» стал участником выставки в Казани

6-8 сентября в столице Татарстана прошла 24-я международная специализированная выставка «Нефть, газ. Нефтехимия» в рамках Татарстанского нефтегазохимического форума. «Нефть, газ. Нефтехимия» — ведущая отраслевая ...

В отеле InterContinental представляетсяаналитика по модернизации нефтегазоперерабатывающих производств до 2020 года

12 сентября в отеле InterContinental (Москва, Тверская, 22) состоится седьмая ежегодная конференция «Модернизация производств для переработки нефти и газа»(Нефтегазопереработка-2017). Участникам будут представлены аналитические ...

ЛУКОЙЛ, РуссНефть, Зарубежнефть встретятся с участниками нефтесервисного рынка

17 октября в отеле InterContinental (Москва, улица Тверская, 22) состоится двенадцатая ежегодная конференция «Нефтегазовый сервис в России» (Нефтегазсервис-2017). На конференции выступают кураторы нефтесервисного блока ВИНК и ...

Роснефть стала лидером среди крупнейших налогоплательщиков России

По итогам 2016 года ПАО «НК «Роснефть» признана крупнейшим налогоплательщиком в РФ. Лидирующую позицию нефтяная компания занимает уже четвертый год подряд. Об этом свидетельствуют данные рейтинга, составленного РБК. Согласно ...

17 октября в отеле InterContinental АО «Зарубежнефть» собирает поставщиков оборудования

17 октября в отеле InterContinental (Москва, Тверская, 22) состоится двенадцатая ежегодная конференция «Нефтегазовый сервис в России» (Нефтегазсервис-2017). На конференции выступают кураторы нефтесервисного блока ВИНК и руководители ...

Ещё раз о качестве строительства нефтегазовых скважин

ВОЛЧЕНКО Ю.А., к.т.н., НУРГАЛИЕВ О.Т. к.т.н. (г. Томск)

 

У российских нефтяных компаний накопился большой объём (порядка 10%) малодебитных и аварийных скважин, что приводит к существенному снижению эффективности этих компаний. Одной из главных причин такого положения является низкое качество строительства скважин, в том числе и низкое качество цементирования. В то же время хорошо известно, что цементирование нефтегазовых скважин является наиболее ответственным этапом их строительства.

 

Особая важность и значимость цементировочных работ обуславливается тем, что неудачи их выполнении могут свести к минимуму успех всех предшествующих этапов строительства скважины, так как некачественное цементирование скважин приводит к сокращению срока их службы, требует больших затрат на ремонтные работы по разобщению пластов, может привести к гибели скважины.
Для успешного управления процессом цементирования скважин необходимо в режиме реального времени экспрессно контролировать такие параметры цементного раствора, как плотность (абсолютная погрешность не хуже ±0,02 г/см3), объёмный расход (погрешность не хуже ±1,5% отн.) и давление (погрешность не хуже ±1,5% отн.) в трубопроводе высокого давления, идущем на цементировочную головку скважины.
Главной причиной некачественного цементирования скважины является отклонение парамет-ров цементирования скважин от параметров, заданных технологической картой. Причин таких отклонений, по нашему мнению, две, а именно:
– станция контроля цементирования скважин находится в оперативном подчинении не у супервайзера заказчика, а у технолога предприятия, осуществляющего цементирование скважин. Кроме того, организация, осуществляющая с помощью своих станций контроль цементирования скважин, находится в прямой финансовой зависимости от организации, осуществляющей цементирование скважин. Это приводит к вуалированию нарушений технологической карты цементирования скважины т. е., просто говоря, некачественное цементирование часто выдаётся за качественное.
– в погоне за высокой прибылью цементировочных работ организации, осуществляющие цементировочные работы, привлекают к работе по контролю цементирования организации, назначившие самою низкую цену за свою работу. Эта низкая цена, как правило, обусловлена низкой стоимостью используемых станций для контроля цементирования, которые, естественно, имеют меньшую точность измерения параметров цементирования скважин, особенно такого важного параметра, как плотность цементного раствора.

 

 

На современном российском рынке нефтегазовых услуг присутствует довольно много различных станций контроля цементирования скважин. Их можно разделить на два типа, а именно: использующие гамма-излучение для контроля плотности цементного раствора в трубопроводе высокого давления и использующие другие (нерадиоизотопные) способы контроля. К первым относятся станции «Мега-тампонаж» (г. Мегион); СКЦ «Раствор» (г. Саратов); СКЦ «Леуза» (г. Уфа); КСКЦ-02М (г. Томск). Рассмотрим их более подробно. В станции «Мега-тампонаж» для измерения плотности используется изотоп Am241, средняя энергия гамма-квантов которого составляет 60 кэВ. Поэтому конструкция датчика погружная, т. е. он введён внутрь трубопровода высокого давления, являющегося основой комбинированного датчика плотности, расхода, давления и температуры. Отсюда возникают проблемы с ухудшением точности за счёт налипания цементного раствора как на излучатель гамма-квантов, так и на детектор. Кроме того, такой датчик плотности очень чувствителен к изменениям химсоставов цемента и воды затворения. Поэтому на практике погрешность определения плотности, равная ±0,02 г/см3 (задекларированная в технических
характеристиках) редко бывает лучше, чем ±0,06 г/см3. В станции КСКЦ-02 для измерения плотности используется изотоп Cs137, энергия гамма-квантов которого равна 0,662 МэВ. Сам датчик плотности накладной на трубопровод высокого давления. Практически достигнутая погрешность составляет ±0,02 г/см3 на весь диапазон измерения плотности раствора. Изменения химсостава цемента и воды затворения не влияют на результат измерения плотности. В станциях СКЦ «Раствор» и СКЦ «Леуза» для измерения плотности используют изотоп Na22 такой активности, которая не требует согласования с органами Роспотребнадзора и Ростехнадзора. Для Na22, имеющего энергию гамма-квантов, равную 1,27 МэВ, эта минимально значимая активность равна 1,0×105 Бк. Ещё два порядка добавит применение сцинтилляционного детектора (по сравнению с газоразрядными счётчиками, которые используются в датчике плотности станции КСКЦ-02), т.е. можно считать, что активность Na22 равна 1,0×107 Бк.


В станции КСКЦ-02 при использовании изотопа Cs137 активностью 1×109 Бк и энергии гамма-квантов 0,662 МэВ на трубе с внешним диаметром 60 мм за время однократного измерения равном 1 минуте достигнута абсолютная погрешность ±0,02 г/см3. Следовательно, станциям СКЦ «Раствор» и СКЦ «Леуза» для достижения такой же погрешности потребуется времени больше в (1×109 Бк : 1×107 Бк) = 1×102 раз, т. е. 100 минут на одно измерение плотности. Теперь маленький пример. Пусть время операции цементажа составляет 3 часа. Тогда с помощью СКЦ «Раствор» и СКЦ «Леуза» можно замерить плотность раствора в 1,8 точках (180 минут: 100 минут). С помощью станции КСКЦ-02 в этих условиях можно замерить плотность в 180-ти точках. Пожалуй, дальнейшие комментарии излишни.
К второй группе относятся станции «КC-Цемент» (г. Уфа); станция СКЦ-4 и её модификации (г. Феодосия); станция «СКЦ-Микро» (г. Москва); станция СКУПЦ-К (г. Тверь); станция СКЦС-01 (г. Ижевск). В этих станциях для измерения плотности цементного раствора в осреднительной ёмкости (не в трубопроводе высокого давления) используются либо дифманометрический, либо вибрационный датчики. Физика процесса измерения плотности здесь такова, что на цементном растворе не удаётся получить абсолютную погрешность меньше чем ± (0,06 ÷ 0,08) г/см3, да и это ещё очень хорошо.
Измерение расхода и давления всеми станциями обеспечивается с необходимой точностью т. к. они используют в своём составе одни и те же серийно выпускаемые датчики.


Таким образом, нетрудно видеть, что только станция КСКЦ-02 полностью соответствует требованиям технологии цементирования по погрешности измерения плотности цементного раствора в трубопроводе высокого давления в режиме реального времени, хотя и требует для применения согласования с органами Роспотребнадзора и Ростехнадзора.
Хочется подчеркнуть, что такие ведущие мировые фирмы, как Haliburton (США), Geoservices (Франция) и др. не зря используют для измерения плотности цементных растворов изотоп Cs137 такой активности (2×109 Бк ÷ 4×109 Бк), которая нужна для обеспечения необходимой погрешности.
Первые образцы станции КСКЦ-02М были разработаны в НИИ интроскопии ТПУ под руководством к.т.н. ВОЛЧЕНКО Ю.А. Там же совместно была выпущена опытная партия из 2 станций КСКЦ-02М, которую в 2006 г. передали Нефтеюганскому филиалу Сибирской геофизической компании, где она работает успешно до сих пор (см. отзыв Нефтеюганского филиала СГК).
Последний экземпляр стации КСКЦ-02 был изготовлен в 2012 году для ООО НПП «Томскпромгеофизика» и успешно эксплуатировался на месторождениях «Юганскнефтегаза» и «Газпромнефти».


Категория статьи: Технологии

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика